[发明专利]基于图像的三维网格模型盲水印方法

权利要求书

1.基于图像的三维网格模型盲水印方法，包括嵌入水印方法和提取水印方法，其特征在于：

嵌入水印方法的具体步骤是：

步骤(1)水印编码

将字符串w作为水印信息，字符串包括四种字符，每种字符是由5个0和1个1组成的一个序列，字符串w的比特流表示为

w＝(w₁，w₂，...，w₂₄)，w_i∈{0.1}，i＝1，2，...，24；

步骤(2)对原始网格X-坐标进行重新排序，使其成为由小到大上升排列方式得到一个新X-坐标的网格；

步骤(3)将作为水印信息的字符串w嵌入到原始图像中得到含有水印信息的噪声W^*(x，y)；

原始图像是灰度图像，表示为I(x，y)，尺寸为64×64，x＝1，2，…，64，y＝1，2，…，64；该步骤利用基于Fourier变换(FFT)和Log-Polar映射(LPM)产生该原始图像的几何不变量(RST)，具体步骤如下：

a.对原始图像I(x，y)进行Fourier变换得到幅度谱矩阵B(x，y)，x＝1，2，…，64，y＝1，2，…，64；

b.选择B(x，y)的中频系数C(x，y)，中频系数C(x，y)是以原始图像I(x，y)的中心为圆心、外径r₁为52内径r₂为42的圆环范围内的系数；

c.然后通过双线性插值将C(x，y)映射到log-polar坐标系统，将笛卡儿坐标系统的C(x，y)转换成log-polar坐标系统的C(ρ，θ)，

x=eρ×Δρcos(θ×Δθ)y=eρ×Δρsin(θ×Δθ)---(1)]]>

其中，Δρ＝15/64，Δθ＝2π/64；ρ＝1，2，…，64，θ＝1，2，…，64；

d.对C(ρ，θ)进行Fourier变换得到幅度谱矩阵D(i，j)，i＝1，2，…，64，j＝1，2，…，64；

e.将w_i嵌入D(i，j)得到新的幅度谱矩阵D^*(i，j)，

D^*((k+32)，(12+l))＝D((k+32)，(12+l))+d      (2)

其中，k＝5，7，-5，-7，l＝1，2，…，6，w_i＝1时d＝10⁸，w_i＝0时d＝0；

f.对D^*(i，j)分别进行反Fourier变换、反LPM变换和反Fourier变换得到嵌入水印的图像I^*(x，y)；

g.用公式(3)得到水印信息W^*；

W*(i,j)=(I*(i,j)-I(i,j))×(1500)---(3)]]>

步骤(4)将水印信息W^*加到排序后的新的X-坐标，具体步骤如下：

h.从排序后的网格M的X-坐标中每隔一个点选出一个点，总共选取4096个数值，组成64×64的矩阵A(i，j)；

i.将水印信息W^*(i，j)与矩阵A(i，j)相加，得到新矩阵A^*(i，j)，将网格M中的A(i，j)替换成A^*(i，j)，得到了嵌入水印的网格M′；

提取水印方法的具体步骤是：

步骤(1)将待检测网格M″的X-坐标按照下式进行处理：

其中，f(x)为待检测网格M″的原始X-坐标，g(x)为处理后的待检测网格M″的原始X-坐标，T为设定的阈值，f(m)为f(x)以及前后各三个点的和

f(m)＝f(x-3)+f(x-2)+f(x-1)+f(x)+f(x+1)+f(x+2)+f(x+3)

将g(x)进行放大处理得到放大坐标f′(x)，放大函数定义如下：

f′(x)＝g(x)+(f(x)-g(x))×β        (5)

其中β为放大系数；

步骤(2)选待检测网格M″相应的X-坐标中每隔一个点选出一个点，总共选取4096个数值，组成64×64的矩阵A′(i，j)；

步骤(3)对A′(i，j)进行Fourier变换得到幅度谱矩阵B′(x，y)；

步骤(4)选择B′(x，y)的中频系数C′(x，y)，中频系数C′(x，y)是以B′(32，32)为圆心、外径r₁′为52内径r₂′为42的圆环范围内的系数；

然后通过双线性插值将C′(x，y)映射到log-polar坐标系统，将笛卡儿坐标系统的C′(x，y)转换成log-polar坐标系统的C′(ρ，θ)，

x=eρ×Δρcos(θ×Δθ)y=eρ×Δρsin(θ×Δθ)---(6)]]>

其中，Δρ＝15/64，Δθ＝2π/64；ρ＝1，2，…，64，θ＝1，2，…，64；

步骤(5)对C′(ρ，θ)进行Fourier变换得到幅度谱矩阵D′(i，j)，i＝1，2，…，64，j＝1，2，…，64；

步骤(6)将D′(i，j)中的部分值D′((k+32)，(12+l))取出组成一个序列，该序列由24个数值组成，将该序列平均分成4组，每组中最大值定为1、其余的值定为0，按照水印编码的方法恢复出相应的字符，其中k＝5，7，-5，-7，l＝1，2，…，6。